印度南部大城市中开放与郁闭林冠栖息地碎片化维持着丰富的食果蝴蝶多样性

《Urban Ecosystems》：Fragments of open- and closed-canopy habitat host significant fruit-feeding butterfly diversity in a large city in Southern India

本研究针对热带城市生物多样性数据匮乏的现状，以印度南部大城市Thiruvananthapuram为研究区，通过系统性诱捕法对比分析了开放型（农田碎片）与郁闭林冠型（半自然林与农林业）栖息地的食果蝴蝶群落。结果表明，城市栖息地保留了该地区约50%的食果蝴蝶物种，包括受保护物种（Gaudy Baron, Euthalia lubentina）和典型森林物种（Clipper, Parthenos sylvia），群落结构具显著季节性波动。研究为热带城市生物多样性保护与自然教育提供了关键实证依据。

　　

热带地区城市化进程迅猛，但人们对这些区域城市生物多样性的认知仍十分有限。印度作为热带国家，其城市面积持续扩张，超过半数人口居住于城市，预计未来这一比例将升至65%。城市中的绿地，如公园、花园及残存的自然栖息地，不仅可能成为 intensified agricultural landscape（集约化农业景观）中濒危物种的避难所，更是城市居民接触自然的主要窗口。然而，城市化带来的栖息地丧失、碎片化、污染及气候变暖等威胁，使得城市环境中的生物多样性面临严峻挑战。蝴蝶作为 charismatic group（魅力类群），因其对栖息地变化敏感、易于识别且生态信息丰富，常被用作生物多样性研究的指示类群。在热带城市中，部分蝴蝶物种能利用栽培植物（如椰子树、芒果树）作为幼虫寄主，或取食落果（如芒果、木瓜），这为它们在城市环境中存活提供了可能。但不同栖息地类型（如开放与郁闭林冠）对蝴蝶多样性的影响尚不明确，尤其是城市内残存的 rural landscape fragments（乡村景观碎片）中的蝴蝶多样性鲜有研究。

为探究热带城市中开放与郁闭林冠栖息地能否维持丰富的蝴蝶群落，研究人员在印度南部喀拉拉邦的首府Thiruvananthapuram市开展了系统研究。该城市人口约168万，2001至2021年间城市面积增长126%，而农田与自然区域减少21%，栖息地丧失问题突出。研究选取了四类城市站点：两个开放型栖息地（Pongumoodu、Technopark，以椰林、香蕉园和放牧地为主）、两个郁闭林冠型栖息地（Church Forest为废弃果园与橡胶林，Mookkunimala为橡胶种植园与野生灌丛），并以邻近的Vithura天然半落叶林作为对照。通过 fruit-baited traps（果饵诱捕法）长期监测（2016–2018年），共捕获3625只食果蝴蝶（属Nymphalidae科），涉及29个物种，并采用 rarefaction curves（稀疏曲线）、多样性指数（Shannon-Wiener Index, H; Simpson Diversity Index, 1-S）和 NMDS（Non-metric Multidimensional Scaling，非度量多维尺度分析）等方法分析群落结构。

关键方法概述

研究采用果饵诱捕法（以发酵香蕉为饵）在五类栖息地布设陷阱（每站点10–20个），定期记录物种并拍照鉴定。通过稀疏曲线评估采样完整性，使用多样性指数和NMDS分析群落差异，并以PERMANOVA检验站点与时间（月份、季节）对群落组成的影响。气候数据结合CHIRPS日降水资料分析季节动态。

研究结果

物种多样性

开放型栖息地（Pongumoodu、Technopark）分别记录15和16种食果蝴蝶，合并为17种，其稀疏曲线趋于平缓，表明采样充分。郁闭林冠型站点中，Mookkunimala记录20种，Church Forest记录14种（采样不足），而天然林Vithura记录22种，物种数最高。城市站点共记录该地区约50%的食果蝴蝶物种，包括受印度《野生动物保护法》Schedule IV保护的Gaudy Baron（Euthalia lubentina）和典型森林物种Clipper（Parthenos sylvia）。多样性指数显示，郁闭林冠站点（如Church Forest）的Shannon-Wiener指数较高，但可能受采样不足影响。

群落组成差异

NMDS分析表明，开放型与郁闭林冠型站点的蝴蝶群落组成显著分离（PERMANOVA, p<0.05），而两个开放型站点间群落相似性高。天然林Vithura因包含独有物种（如Large Evening Brown Melanitis zitenius、Travancore Palmking Amathusia travancorica），在NMDS图中位于边缘。时间因素（月份正弦变换）解释约10%的群落变异，显著于年际变化。

时间动态

开放型站点的蝴蝶丰度在雨季（7月）出现峰值，与 monsoon rains（季风降雨）后寄主植物生长旺盛相关。但部分物种（如Angled Castor Ariadne ariadne、Common Evening Brown Melanitis leda）在旱季也有爆发，且 patterns（模式）存在站点间差异，显示群落动态受多因素驱动。

讨论与意义

本研究首次系统揭示了热带城市Thiruvananthapuram中栖息地碎片对食果蝴蝶多样性的维持作用。郁闭林冠型站点（如Church Forest）虽面积小，却庇护了森林特有种，而开放型站点通过栽培植物（如椰子树、芒果树）和寄生性 mistletoes（槲寄生）支持了包括保护物种在内的多样性。群落季节性波动提示，城市生物多样性监测需覆盖不同季节以避免偏差。研究结果强调，热带城市中的绿地（如农林业系统、残存森林碎片）是区域生物多样性保护的重要阵地，并为 urban nature education（城市自然教育）提供了契机。未来需结合栖息地特征（如斑块大小、植被结构）深入解析 urban environmental filters（城市环境过滤机制），以优化保护策略。

（论文发表于《Urban Ecosystems》）